JPS6261897B2 - - Google Patents
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- JPS6261897B2 JPS6261897B2 JP15594381A JP15594381A JPS6261897B2 JP S6261897 B2 JPS6261897 B2 JP S6261897B2 JP 15594381 A JP15594381 A JP 15594381A JP 15594381 A JP15594381 A JP 15594381A JP S6261897 B2 JPS6261897 B2 JP S6261897B2
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- JP
- Japan
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- fixed
- bellows
- movable electrode
- bellow
- diaphragm
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Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 8
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 7
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0033—Transmitting or indicating the displacement of bellows by electric, electromechanical, magnetic, or electromagnetic means
- G01L9/0038—Transmitting or indicating the displacement of bellows by electric, electromechanical, magnetic, or electromagnetic means using variations in capacitance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は差圧測定装置に関するものである。更
に詳述すれば、ベローの内外にそれぞれ測定圧を
加え、ベローの自由端の変位を電気容量の変化と
して検出する電気容量検出方式の差圧測定装置に
関するものである。
に詳述すれば、ベローの内外にそれぞれ測定圧を
加え、ベローの自由端の変位を電気容量の変化と
して検出する電気容量検出方式の差圧測定装置に
関するものである。
近年、容量検出方式の差圧測定装置としては、
ストレツチダイアフラムを圧力−変位変換要素と
して用いたものが多用されている。
ストレツチダイアフラムを圧力−変位変換要素と
して用いたものが多用されている。
このようなものにおいては、ダイアフラムには
常に一定の引張力が加えられていなければならな
い。このため、ダイアフラムを固定するカプセル
本体やカプセルを固定するハウジングは、周囲温
度等の変化によつて、ダイアフラムの引張力に悪
影響を与えないように、ダイアフラムの線膨張係
数に合わせた高価な材料を用いねばならず高価な
ものとなる。
常に一定の引張力が加えられていなければならな
い。このため、ダイアフラムを固定するカプセル
本体やカプセルを固定するハウジングは、周囲温
度等の変化によつて、ダイアフラムの引張力に悪
影響を与えないように、ダイアフラムの線膨張係
数に合わせた高価な材料を用いねばならず高価な
ものとなる。
次に、差圧伝送器においては、大きな静圧で使
用されることが多い。このような場合には、大き
な静圧によつてハウジングがダイアフラムの半径
方向に膨らみ、ダイアフラムを引張り、ダイアフ
ラムが剛くなる、このため静圧スパンシフトを生
ずる。また、大きな静圧に耐えるようにするため
にハウジング等は、ボルト等により強く締めて組
み立てられるが、この締付力もダイアフラムに影
響を及ぼしスパンシフトとして特性に悪影響を及
ぼす。
用されることが多い。このような場合には、大き
な静圧によつてハウジングがダイアフラムの半径
方向に膨らみ、ダイアフラムを引張り、ダイアフ
ラムが剛くなる、このため静圧スパンシフトを生
ずる。また、大きな静圧に耐えるようにするため
にハウジング等は、ボルト等により強く締めて組
み立てられるが、この締付力もダイアフラムに影
響を及ぼしスパンシフトとして特性に悪影響を及
ぼす。
本発明は、これ等の問題点を解決したものであ
る。
る。
本発明の目的は、静圧スパン誤差、温度スパン
誤差、締付けスパン誤差の少い差圧測定装置を提
供するにある。
誤差、締付けスパン誤差の少い差圧測定装置を提
供するにある。
第1図は、本発明の一実施例の構成説明図であ
る。
る。
図において、1はカプセルユニツトで、ベロー
11、移動用電極12、スペーサー13、絶縁体
14,15と固定用電極16,17よりなる。ベ
ロー11の自由端111には、ベロー11の軸に
直交して板状の、可動電極12が固定されてい
る。可動電極12のベローの自由端111への固
定部附近には、第2図に示す如く、同心状に半円
形の溝122が多数設けられ、オーバーレンジ可
撓部121が構成されている。絶縁体14,15
は円板状をなし、可動電極12の両側にそれぞれ
対向して配置され、その周辺部において、リング
状のスペーサ13が挾持されている。固定用電極
16,17はリング状をなし、可動電極12に対
向して、絶縁体14,15の表面に配置され、こ
の場合は真空蒸着により形成されている。2はハ
ウジングユニツトで、円柱状のハウジング本体2
1,22とシールダイアフラム23,24とリン
グ状のシール押え25,26よりなる。ハウジン
グ本体21,22はその凹部211,221によ
りカプセル1の絶縁体14,15を挾持すると共
に、その外周縁部において、互に一体的になるよ
うに溶接27されている。ハウジング本体21,
22の外側表面部212,222には同心円状の
波型面が形成されている。而して、ベロー11の
固定端112は、ハウジング本体21の外平面部
212において溶接113固定されている。而し
て、ベロー11の外側とハウジング本体21、絶
縁体14,15、スペーザー13とにより室31
が形成される。シールダイアフラム23,24は
ハウジング本体21,22の外平面212,22
2を覆い、ハウジング本体21,22とそれぞれ
室231,241を形成し、その周縁部はシール
押え25,26によりハウジング本体21,22
に固定されている。32は、ベロー11内部と室
231を連通する連通孔である。33は室31と
室241を連通する連通孔である。4はベロー1
1内部と連通孔32と室231を満すシリコンオ
イル等の封入液、5は室31と連通孔33と室2
41を満すシリコンオイル等の封入液である。
6,7は、それぞれシールダイアフラム23,2
4とシール押え25,26を覆い、測定室61,
71を形成するカバーである。611,711は
測定室61,71に測定圧を導入する導入孔であ
る。161,171は固定電極16,17より外
部に引き出されたリードで、ハウジング2からの
取出し口部分に於てはハーメチツクシール16
2,172されている。
11、移動用電極12、スペーサー13、絶縁体
14,15と固定用電極16,17よりなる。ベ
ロー11の自由端111には、ベロー11の軸に
直交して板状の、可動電極12が固定されてい
る。可動電極12のベローの自由端111への固
定部附近には、第2図に示す如く、同心状に半円
形の溝122が多数設けられ、オーバーレンジ可
撓部121が構成されている。絶縁体14,15
は円板状をなし、可動電極12の両側にそれぞれ
対向して配置され、その周辺部において、リング
状のスペーサ13が挾持されている。固定用電極
16,17はリング状をなし、可動電極12に対
向して、絶縁体14,15の表面に配置され、こ
の場合は真空蒸着により形成されている。2はハ
ウジングユニツトで、円柱状のハウジング本体2
1,22とシールダイアフラム23,24とリン
グ状のシール押え25,26よりなる。ハウジン
グ本体21,22はその凹部211,221によ
りカプセル1の絶縁体14,15を挾持すると共
に、その外周縁部において、互に一体的になるよ
うに溶接27されている。ハウジング本体21,
22の外側表面部212,222には同心円状の
波型面が形成されている。而して、ベロー11の
固定端112は、ハウジング本体21の外平面部
212において溶接113固定されている。而し
て、ベロー11の外側とハウジング本体21、絶
縁体14,15、スペーザー13とにより室31
が形成される。シールダイアフラム23,24は
ハウジング本体21,22の外平面212,22
2を覆い、ハウジング本体21,22とそれぞれ
室231,241を形成し、その周縁部はシール
押え25,26によりハウジング本体21,22
に固定されている。32は、ベロー11内部と室
231を連通する連通孔である。33は室31と
室241を連通する連通孔である。4はベロー1
1内部と連通孔32と室231を満すシリコンオ
イル等の封入液、5は室31と連通孔33と室2
41を満すシリコンオイル等の封入液である。
6,7は、それぞれシールダイアフラム23,2
4とシール押え25,26を覆い、測定室61,
71を形成するカバーである。611,711は
測定室61,71に測定圧を導入する導入孔であ
る。161,171は固定電極16,17より外
部に引き出されたリードで、ハウジング2からの
取出し口部分に於てはハーメチツクシール16
2,172されている。
以上の構成において、たとえば、測定室61に
導入孔611より高い測定圧PHが導入され、測
定室71に導入孔711より低い測定圧PLが導
入されると、その圧力は、シールダイアフラム2
3,24を介して封入液4,5に伝えられる。こ
の圧力はベロー11の表裏面で力に変換され、ベ
ロー11の有効面積をAeとすれば(PH−PL)
Aeの力を発生する。ベロー11のばね定数をk
とすれば、ベロー11の先端の変位はδ=(PH−
PL)Ae/kとなる。ベロー11の先端には可動
電極12が取付けられているので、PH>PLの場
合は可動電極12は図の右方に移動し、電極12
と16間の電気容量は減少し、電極12と17間
の電気容量はは増加する。ベロー11と差圧(P
H−PL)の関係は、変位が小さい間はリニヤーで
あり精度のよい圧力→変位の特性が得られる。
導入孔611より高い測定圧PHが導入され、測
定室71に導入孔711より低い測定圧PLが導
入されると、その圧力は、シールダイアフラム2
3,24を介して封入液4,5に伝えられる。こ
の圧力はベロー11の表裏面で力に変換され、ベ
ロー11の有効面積をAeとすれば(PH−PL)
Aeの力を発生する。ベロー11のばね定数をk
とすれば、ベロー11の先端の変位はδ=(PH−
PL)Ae/kとなる。ベロー11の先端には可動
電極12が取付けられているので、PH>PLの場
合は可動電極12は図の右方に移動し、電極12
と16間の電気容量は減少し、電極12と17間
の電気容量はは増加する。ベロー11と差圧(P
H−PL)の関係は、変位が小さい間はリニヤーで
あり精度のよい圧力→変位の特性が得られる。
而して、大きな静圧が測定圧として加わつた場
合に、従来の、ストレツチダイアフラムを測定ダ
イアフラムとして使用した場合の如く、ストレツ
チダイアフラムを支持しているハウジングが半径
方向に膨らみ、この結果、測定ダイアフラムを引
張つて、測定ダイアフラム自身が剛くなり、スパ
ン誤差を生ずると言うストレツチダイアフラム方
式の欠点は生じない。即ち、受圧素子としてベロ
ー11を用いたので、ベローエンドが半径方向に
伸縮しても、その影響を受けるのはベローエンド
に近い部分のみであり、ベローの平均有効面積と
しては殆んど変化しない。また、ベローは原理的
には薄肉円筒とみなされるが、薄肉円筒では円筒
端末の変形が円筒内部に影響する軸方向の長さは
短く、ベロー主要部の寸法は安定な性質を有す
る。さらに、ベースに固定されるベローズエンド
部分には、やや長い円筒部がつけられているのが
普通であり、この円筒部分もベースのひずみがベ
ローに伝達されるのを防止している。
合に、従来の、ストレツチダイアフラムを測定ダ
イアフラムとして使用した場合の如く、ストレツ
チダイアフラムを支持しているハウジングが半径
方向に膨らみ、この結果、測定ダイアフラムを引
張つて、測定ダイアフラム自身が剛くなり、スパ
ン誤差を生ずると言うストレツチダイアフラム方
式の欠点は生じない。即ち、受圧素子としてベロ
ー11を用いたので、ベローエンドが半径方向に
伸縮しても、その影響を受けるのはベローエンド
に近い部分のみであり、ベローの平均有効面積と
しては殆んど変化しない。また、ベローは原理的
には薄肉円筒とみなされるが、薄肉円筒では円筒
端末の変形が円筒内部に影響する軸方向の長さは
短く、ベロー主要部の寸法は安定な性質を有す
る。さらに、ベースに固定されるベローズエンド
部分には、やや長い円筒部がつけられているのが
普通であり、この円筒部分もベースのひずみがベ
ローに伝達されるのを防止している。
要するに、大きな静圧によつて、ハウジングが
半径方向に歪みを発生しても、ベローズエンドの
円筒部でひずみが吸収される。さらに、取付け部
分のひずみに強い性質を本質的に有するベローズ
を用いているために静圧によるスパン誤差の生じ
にくい装置を得ることができる。
半径方向に歪みを発生しても、ベローズエンドの
円筒部でひずみが吸収される。さらに、取付け部
分のひずみに強い性質を本質的に有するベローズ
を用いているために静圧によるスパン誤差の生じ
にくい装置を得ることができる。
同様な理由によつて、ボルト等による締付けス
パンシフトに対しても強いものが得られる。
パンシフトに対しても強いものが得られる。
更に、ストレツチダイアフラム型の場合には、
ハウジングとダイアフラムに材質的な差がある
と、温度変化によつてダイアフラムの張力が変化
し、大きなスパン変化を生じる。したがつて、た
とえば、ダイアフラムとして恒弾性材料を用いれ
ば、ハウジングも同様としなければならず高価と
なる。
ハウジングとダイアフラムに材質的な差がある
と、温度変化によつてダイアフラムの張力が変化
し、大きなスパン変化を生じる。したがつて、た
とえば、ダイアフラムとして恒弾性材料を用いれ
ば、ハウジングも同様としなければならず高価と
なる。
本願においては、ハウジングとベローの材質が
異なつても、ハウジングの変形が前述の如く、ベ
ローに伝わらないため、材質の選択は自由となり
安価な材料を用いることができる。而して、線膨
張係数の差による温度スパン誤差要因がない。
異なつても、ハウジングの変形が前述の如く、ベ
ローに伝わらないため、材質の選択は自由となり
安価な材料を用いることができる。而して、線膨
張係数の差による温度スパン誤差要因がない。
したがつて、たとえば、ベローを恒弾性材料で
作れば、材質的な温度スパン誤差がなく、装置全
体として温度スパン誤差のきわめて小さなものが
得られかつ、安価にすることができる。
作れば、材質的な温度スパン誤差がなく、装置全
体として温度スパン誤差のきわめて小さなものが
得られかつ、安価にすることができる。
次に、装置としては、測定圧として過圧が加わ
つた場合に対しての保護が必要である。
つた場合に対しての保護が必要である。
本願においては、過圧が加わつた場合に、シー
ルダイアフラム23,24がハウジング本体2
1,22にそれぞれ接することにより過圧からシ
ールダイアフラム23,24を保護する。しかし
ながら、測定受圧素子たるベロー11において、
シールダイアフラム面積はベロー面積に比べて大
きいために過圧に対して、ベローの変位はひじよ
うに大きくなる。これに対して固定電極16,1
7と可動電極12のギヤツプは小さい。このため
可動電極が破壊される恐れがある。この理由によ
り従来においては、測定受圧素子としてベローを
選択することができなかつた。本願においては、
可動電極12はオーバーレンジ可撓部121を設
けたので、オーバーレンジ可撓部121が可撓変
形してベロー11の変位を吸収し、可動電極が破
壊する恐れのないものが得られる。
ルダイアフラム23,24がハウジング本体2
1,22にそれぞれ接することにより過圧からシ
ールダイアフラム23,24を保護する。しかし
ながら、測定受圧素子たるベロー11において、
シールダイアフラム面積はベロー面積に比べて大
きいために過圧に対して、ベローの変位はひじよ
うに大きくなる。これに対して固定電極16,1
7と可動電極12のギヤツプは小さい。このため
可動電極が破壊される恐れがある。この理由によ
り従来においては、測定受圧素子としてベローを
選択することができなかつた。本願においては、
可動電極12はオーバーレンジ可撓部121を設
けたので、オーバーレンジ可撓部121が可撓変
形してベロー11の変位を吸収し、可動電極が破
壊する恐れのないものが得られる。
なお、可動電極12に設けられたオーバーレン
ジ可撓部121は、輪状スプリングに限ることは
なく、たとえば、第3図の可動電極12′に示す
如く、直板状スプリングを構成してもよく、要す
るに、可動電極の板面に垂直方向に容易に弾性変
形できるものであればよい。
ジ可撓部121は、輪状スプリングに限ることは
なく、たとえば、第3図の可動電極12′に示す
如く、直板状スプリングを構成してもよく、要す
るに、可動電極の板面に垂直方向に容易に弾性変
形できるものであればよい。
以上説明したように、本発明によれば、静圧ス
パン誤差、温度スパン誤差、締付けスパン誤差の
少い差圧測定装置を実現することができる。
パン誤差、温度スパン誤差、締付けスパン誤差の
少い差圧測定装置を実現することができる。
第1図は本発明の一実施例の構成説明図、第2
図は第1図の要部説明図、第3図は本発明の他の
実施例の要部構成説明図である。 1…カプセルユニツト、11…ベロー、111
…自由端、112…固定端、12…可動電極、1
21…オーバーレンジ可撓部、122…溝、13
…スペーサー、14,15…絶縁体、16,17
…固定電極、2…ハウジング、21,22…ハウ
ジング本体、211,221…凹部、212,2
22…外平面、23,24…シールダイアフラ
ム、231,241…室、31…室、32,33
…連通孔、4,5…封入液、6,7…カバー、6
1,71…測定室、611,612…導入孔。
図は第1図の要部説明図、第3図は本発明の他の
実施例の要部構成説明図である。 1…カプセルユニツト、11…ベロー、111
…自由端、112…固定端、12…可動電極、1
21…オーバーレンジ可撓部、122…溝、13
…スペーサー、14,15…絶縁体、16,17
…固定電極、2…ハウジング、21,22…ハウ
ジング本体、211,221…凹部、212,2
22…外平面、23,24…シールダイアフラ
ム、231,241…室、31…室、32,33
…連通孔、4,5…封入液、6,7…カバー、6
1,71…測定室、611,612…導入孔。
Claims (1)
- 1 ベローと該ベローの自由端に該ベローの軸に
直交して固定され該ベローとの固定部分附近に設
けられた溝により形成されるオーバーレンジ可撓
部を有する板状の可動電極と、該可動電極にそれ
ぞれ対面しリング状のスペーサーを介して対向し
て配置された板状の絶縁体と該絶縁体の前記可動
電極と対面した面に設けられた固定電極とからな
るカプセルユニツトと、該カプセルユニツトを挾
持すると共に前記ベローの固定端が固定されその
外側表面に同心状の波型面が形成されたハウジン
グ本体と前記波型面を覆いその周面が該波型面に
固定され過負荷時に該波型面によりバツクアツプ
されるシールダイアフラムとを具備するハウジン
グユニツトと、該シールダイアフラムを覆い該シ
ールダイアフラムと測定室を構成するカバーとを
具備してなる差圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15594381A JPS5855833A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 差圧測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15594381A JPS5855833A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 差圧測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855833A JPS5855833A (ja) | 1983-04-02 |
| JPS6261897B2 true JPS6261897B2 (ja) | 1987-12-23 |
Family
ID=15616906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15594381A Granted JPS5855833A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 差圧測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855833A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137499U (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-16 | ||
| JPH03108797U (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-08 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6082828A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧力検出器 |
| JPH0275363A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-15 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 分布制御式スプレーノズル並びに該スプレーノズルを用いたスプレー装置 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15594381A patent/JPS5855833A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137499U (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-16 | ||
| JPH03108797U (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5855833A (ja) | 1983-04-02 |
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